Как делают квадратные отверстия в металле

Обновлено: 02.07.2024

Слесари, механики, автолюбители и обычные люди умеющие пользоваться инструментом, при своей работе нередко сталкиваются с ситуациями, когда у них может возникнуть необходимость в той или другой металлической (стальной) детали, изделии сделать квадратное отверстие. Приобретать специальное оборудование или заказывать подобную работу на заводе - достаточно дорого. Есть бюджетная альтернатива – изготовление специального пробойника из доступных всем материалов.

Используемый инструмент и материалы

арматурный прут или его замена (из хорошей марки стали) 20-30 см длиной требуемого диаметра (выбирается так чтобы квадрат нужных размеров мог быть «вписан» в его круг);
тиски;
маркер;
линейка;
штангенциркуль;
круглый напильник
ручная шлифовальная машинка («болгарка») с кругом по металлу;
металлическая емкость с водой;
пропановая горелка;
дрель или сверлильный станок;
молоток.

Изготовление пробойника

На арматурном пруте, размечается одна из боковых сторон (круглая) в виде «вписанного» квадрата нужных размеров. Далее арматура зажимается в тисках параллельно его «губкам» и при помощи болгарки обтачивается по 4-м сторонам до нужных размеров. Для получения максимальной точности используется штангенциркуль, который дает возможность проверять текущий размер детали.

Изготовив заготовку квадратного типа на части арматурного прутка, необходимо ее будет «заточить» особым образом, используя совсем маленький круг болгарки и круглый напильник. Надо будет вертикально закрепить деталь в тисках, и постепенно создать полукруг между соседними вершинами квадрата. В центре торцевой части изделия должна при этом образоваться круглая впадина.

После того как вершины квадрата (торцевая часть детали) стали острыми «шпилями», необходимо будет закрепить горизонтально деталь в тисках, и закалить - деталь, используя обычную пропановую горелку, с помощью которой квадратная часть изделия нагревается до покраснения, и затем остужается водой.

После подобной обработки квадратная часть детали (пробойник) становиться более крепкой и жесткой.

Изготовление квадратных отверстий

В нужном месте заготовка, в которой нужно будет сделать квадратное отверстие, при помощи дрели или сверлильного станка просверливается сверлом тем диаметром, который «вписывается» в нужный квадрат определенного размера. После этого заготовку размещают или закрепляют на надежной, крепкой поверхности (например тиски, широкий лист металла и т.д.), и с помощью полученного квадратного пробойника и молотка, делается нужное отверстие. Саму заготовку надо разместить так, чтобы та часть, где будет квадратное отверстие не прилегала к самой поверхности основы.

Удары молотком осуществляются по центру арматурного прутка и со средней силой. Таким образом из круглого отверстия «выбивается квадрат», и «лишний» металл просто выдавливается по ударами пробойника.

Важно знать, что изготовить пробойник можно не только «заостренным» со всех четырех граней. а и с одной. В таком случае он будет выглядеть как обычная стамеска, и при выбивании квадрата в заготовке надо будет его при каждом ударе молотка поворачивать на 90 градусов. Кроме того, по мере использования такого пробойника он затупляется, и его надо будет время от времени затачивать.

Смотрите видео

Сверление квадратных отверстий в металле

К сожалению, мы не можем предложить Вам “Сверло для квадратных отверстий (Уаттса/Рело)”, но вы можете выбрать другой инструмент в нашем каталоге.

Содержание

Сверление квадратных отверстий в металле

Инструмент для сверления квадратных отверстий
Особенности применения сверл для квадратных отверстий
1. Что используют на производстве
2. Что используют в быту
Тема этой статьи — сверление квадратных отверстий в металле. Для этого есть различные способы. О том, как сделать квадратное отверстие в металле, мы расскажем ниже.

Фотография №1: квадратное отверстие в металлической заготовке

Инструмент для сверления квадратных отверстий

Для сверления квадратных отверстий применяют специальные сверла Уаттса. Они отличаются от обычных инструментов рабочими частями, имеющими особую конструкцию. В ее основе – треугольник Рело.

Изображение №1: треугольник Рело и его свойства

Эта фигура представляет собой пересечение трех равных кругов. Самое важное свойство треугольника Рело заключается в том, что если провести к такому треугольнику пару параллельных опорных прямых, то расстояние между ними будет всегда постоянным. Как видно на рисунке выше, если вращать треугольник Рело по траектории, описываемой 4-мя эллипсоидными дугами, получается квадрат с незначительными скруглениями в углах.

Наработки Рело использовал английский инженер Г. Уаттс. Именно он создал сверло для квадратных отверстий, названное в его честь — сверло Уаттса. Рабочая часть имеет вот такой профиль.

Изображение №2: сверло Уаттса и профиль его рабочей части

Особенности применения сверл для квадратных отверстий

Стандартные сверла Уаттса, предназначенные для сверления квадратных отверстий в металле, изготавливают из стали У8. Закалка производится до получения твердости инструментов в пределах от HRC 52 до HRC 56. В тяжелых условиях эксплуатации используют инструменты из легированной стали Х12. Твердость материала варьируется в пределах от HRC 56 до HRC 60.

Самая важная особенность применения этих сверл для квадратных отверстий на производстве и в быту заключается в необходимости использования дополнительных приспособлений для фиксации инструментов и перемещения рабочих частей по вышеописанной траектории.

Что используют на производстве

Для фиксации сверл для квадратных отверстий в металле на станках используют специальные шпиндели-переходники. Они состоят из:
1. корпусов;
2. зубчатых венцов;
3. переходников под основные шпиндели;
4. приводных шестерней;
5. шестерней зацепления;
6. качающихся втулок.
Изображение №3: сверление квадратного отверстия в металле на станке

Что используют в быту

При использовании дрелей сверла для квадратных отверстий закрепляют при помощи специальных рамок. Их соединяют с патронами карданными передачами. Для этого используют особые переходники, состоящие из:
1. корпусов;
2. плавающих хвостовиков;
3. качающихся колец;
4. сменных втулок;
5. опорных шариков;
6. крепежных винтов.
Изображение №4: принцип получения квадратных отверстий сверлами Уаттса в домашних условиях с применением обычных дрелей

Иные способы получения квадратных отверстий в металле

Кроме обработки заготовок сверлами Уаттса для получения квадратных отверстий в металле используют следующие методы и технологии.
Применение обычных сверл и напильников. Метод выглядит так.
1. На поверхность заготовки наносят разметку (вычерчивается квадрат).
2. В углах квадрата при помощи керна намечают центры вспомогательных отверстий.
3. Их высверливают сверлом малого диаметра.
4. При помощи крупного сверла удаляют большую часть материала внутри отверстия.
5. Углы и поверхности будущего квадратного отверстия выравнивают напильником.
Фотография №2: лазерная резка — самая эффективная технология!

Где купить приспособления для сверления квадратных отверстий в металле

К сожалению, мы не можем предложить Вам “Сверло для квадратных отверстий (Уаттса/Рело)”, но вы можете подобрать и купить другие сверла по металлу или подобрать другой инструмент из нашего каталога.

Простой способ проделать квадратное отверстие в листовом металле

Если предстоит работа с болтами, имеющими полукруглую головку и квадратный подголовок, то отверстие со стороны такого крепежа должно быть квадратным для исключения его прокручивания. Болты данной конфигурации чаще всего применяется в строительстве и при изготовлении мебели для соединения деревянных и металлических деталей или частей.

Очень просто квадратное отверстие изготавливается на специальном станке или даже на токарном, но для этого необходимо особое приспособление. Но существуют способы, когда его можно сделать вручную, пользуясь самыми простыми и доступными инструментами.

Понадобится
- металлическую пластину с круглым отверстием;
- зубило для работы по металлу;
- молоток;
- тиски слесарные.
Порядок изготовления квадратного отверстия в металлической пластине

Диаметр круглого отверстия в пластине и сторона квадратного подголовка болта должны соотноситься как окружность, вписанная в квадрат. Иначе квадратное отверстие получится либо слишком маленьким и его придется дополнительно расширять, либо слишком большим, и тогда подголовок болта будет в нем свободно проворачиваться. Затянуть болт в таком случае не будет никакой возможности, ведь его полукруглая головка не имеет шлица или прорези.
Для рассматриваемого способа изготовления квадратного отверстия в металлическом листе очень важна разметка. Вначале по краям отверстия наносим четыре штриха на продолжении взаимно перпендикулярных диаметров.
Затем от каждого штриха откладываем угол 45 градусов и также проводим штрихи. Их длины должны быть равны расстоянию между вписанной окружностью и углом квадрата, которые можно определить, если вычертить чертеж на бумаге в масштабе 1:1 и измерить линейкой необходимый нам размер.
Выполняем с помощью зубила разрезы по меткам, строго соблюдая их длину. Все они, естественно, должны получиться одинаковыми по размеру.

Зажимаем пластину с отверстием в тиски так, чтобы концы соседних прорезей своими внешними концами были на уровне верхней кромки губок тисков, которые должны быть, конечно, строго горизонтальными.
Выбираем с помощью острого зубила и молотка металл между двумя прорезями точно по верхней кромке губок тисков.

В результате мы получим аккуратное квадратное отверстие в точности, соответствующее подголовку нашего болта.

Как сделать квадратные отверстия круглыми сверлами, способ доступный каждому

При изготовлении различных механизмов может возникнуть необходимость в сверлении квадратного отверстия. Для этого существует сверло Уаттса, но оно есть далеко не у всех. Если его покупка нецелесообразна, то воспользовавшись несложной технологией можно сделать квадратное отверстие обычными сверлами по металлу.

Инструменты:
- кернер;
- молоток;
- дрель или сверлильный станок;
- центровочное сверло;
- основное сверло 4 мм или больше, в зависимости от размера необходимого квадратного отверстия;
- большое сверло диаметром на 1 мм меньше, чем сторона будущего квадрата;
- напильник по металлу.
Сверление квадратного отверстия

Для удобства работы нужно вырезать из бумаги шаблон квадрата, но меньше нужного отверстия на диаметр основного сверла. К примеру, если нужен квадрат 10х10 мм, при этом в качестве основного будет применено сверло 4 мм, то шаблон вырезается со сторонами 6х6 мм.

Важно! При выборе основного сверла нужно, чтобы его 2 диаметра были немного меньше стороны шаблона. В этом случае отверстия при сверлении не будут накладываться друг на друга и сверло не соскочит с нужной точки.
Бумажный квадрат приклеивается на заготовку скотчем. С помощью кернера по его углам и центру наносятся четкие глубокие насечки. После шаблон убирается.

Далее по угловым меткам нужно сделать сквозные отверстия. В идеале воспользоваться сверлильным станком, поскольку при работе дрелью возможно снижения точности. Если нужно сверлить толстый металл, то обязательно потребуется масло для охлаждения кромки сверла.

После готовности углов, с помощью большого сверла просверливается центральная насечка между ними. Это позволяет выбрать металл посередине. В результате получается размытое квадратное отверстие.

С помощью надфиля, плоского или треугольного напильника отверстие доводиться до правильного квадрата. Особое внимание нужно уделить округлениям по углам, чтобы сточить их под 90 градусов. Желательно, чтобы ширина напильника соответствовала стороне квадратного отверстия, тогда получится провести расточку почти идеально.

Данный способ сверления трудоемкий и занимает не меньше получаса, учитывая доводку напильником, но позволяет получать достаточно качественное отверстие. Главное его достоинство в возможности обойтись скудным набором инструментов без необходимости покупки сверла Уаттса.

Сверление квадратных отверстий — сверло Уаттса и принцип треугольника Рёло

О том, как просверлить отверстие круглой формы, знает практически каждый, а про сверло для квадратных отверстий известно далеко не всем. Между тем просверлить отверстие квадратной формы можно как в изделиях из мягкой древесины, так и в более твердых металлических деталях. Для решения такой задачи используются специальные инструменты и приспособления, принцип действия которых основан на свойствах простейших геометрических фигур.

Принципы действия и конструкция

Для того чтобы просверлить квадратное отверстие, обычно используют сверло Уаттса, в основу конструкции которого положена такая геометрическая фигура, как треугольник Рёло. Одна из важнейших особенностей такой фигуры, представляющей собой область пересечения трех равных кругов, состоит в следующем: если к такому треугольнику провести пару параллельных опорных прямых, то расстояние между ними будет всегда постоянным. Таким образом, если двигать центр треугольника Рёло по траектории, описываемой четырьмя эллипсоидными дугами, его вершины будут вычерчивать практически идеальный квадрат, у которого будут лишь несколько скруглены вершины.

Свойство треугольника Рёло

Уникальные свойства треугольника Рёло позволили создать сверла для квадратных отверстий. Особенностью использования такого инструмента является то, что ось его вращения должна не оставаться на месте, а перемещаться по вышеописанной траектории. Естественно, этому перемещению не должен препятствовать патрон оборудования. При использовании такого сверла и соответствующей оснастки квадратное отверстие получается с идеально ровными и параллельными сторонами, но с немного скругленными углами. Площадь таких необработанных инструментом уголков составляет лишь 2% от площади всего квадрата.

Изготовление устройства для сверления квадратных отверстий

Используя сверла Уаттса, работающие по принципу треугольника Рёло, можно выполнять сверление квадратных отверстий в металлических заготовках даже на обычном станке, не оснащенном специальными насадками. Для того же, чтобы создать квадратное отверстие в деревянной детали, можно использовать и обычную дрель, но для этого ее необходимо оснастить дополнительными приспособлениями.

Изготовить несложное устройство, позволяющее просверлить квадратные отверстия в деревянных заготовках, можно по следующим рекомендациям.
- Для начала, используя лист фанеры или деревянную доску небольшой толщины, необходимо сделать сам треугольник Рёло, геометрические параметры которого должны соответствовать диаметру применяемого сверла Уаттса.
- Сверло надо жестко зафиксировать на поверхности изготовленного треугольника.
- Чтобы треугольник Рёло и закрепленное на нем сверло перемещались по требуемой траектории, необходимо изготовить деревянную направляющую рамку. Во внутренней части рамки следует вырезать квадрат с геометрическими параметрами, полностью соответствующими размерам отверстия, которое вы собираетесь просверлить.
- Рамка при помощи специальной планки фиксируется на дрели, при этом центр треугольника Рёло, помещаемого в направляющую рамку, должен совпадать с осью вращения патрона электроинструмента.
- Для того чтобы сообщить сверлу для выполнения квадратного отверстия крутящий момент, но при этом не создать ограничений для перемещения инструмента в поперечном направлении, хвостовик соединяют с патроном дрели посредством передаточного механизма, работающего по принципу карданного вала грузового автомобиля.
- Деревянную заготовку, в которой необходимо просверлить квадратное отверстие, следует надежно зафиксировать, при этом расположить ее так, чтобы центр будущего отверстия строго совпадал с осью вращения используемого для обработки сверла.
Чертеж деталей приспособления для сверления квадратного отверстия

Таблица 1. Размеры направляющих втулок

Таблица 2. Размеры сверл (нажмите для увеличения)

Собрав такое несложное устройство, надежно зафиксировав все элементы его конструкции и обрабатываемую заготовку, можно включать электрическую дрель и начинать процесс сверления.

Как уже говорилось выше, просверленное при помощи такого устройства квадратное отверстие будет иметь абсолютно ровные и параллельно расположенные стороны, но его угловые участки будут слегка закруглены. Решить проблему с закругленными углами несложно: можно доработать их при помощи обычного надфиля.

Следует иметь в виду, что используют вышеописанное приспособление, не отличающееся высокой жесткостью, для сверления отверстий квадратной формы в деревянных заготовках небольшой толщины.

Сверло Уаттса и сделанное с его помощью квадратное отверстие в металлической заготовке

Читайте также: